600A 24V stroombron

Hallo allemaal.

Ik heb een uitdaging gekregen om een stroombron te maken van 120 FETS die elk tot 5A aan stroom kunnen leveren. De belasting is een grote spoel. (Nee, het is geen coilgun!)
De -3dB bandbreedte is 100 Hz.

Ik heb de schakeling traditioneel opgebouwd met 1 FET en dat werkt to 5A prima.
Met 10 FETS tot 50A gaat het ook nog goed.

Bij 20 FETS echter heb ik een oscillator op 400 kHz die ik kan moduleren.
Leuk als MG zender, maar zo heb ik er niets aan.

Ik zoek natuurlijk de tip om het zaakje stil te krijgen.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

Ha Bart Hiddink,

Dat is een uitdaging :P welke FETs ga je gebruiken en maak je clusters van zeg 10 FETs ?
Je zult in ieder geval een bak met ferriet pijpjes nodig hebben en heel nauwkeurig moeten bouwen anders maak je inderdaad een oscillator :o
Maar ook je driver is van belang en vergeet de beveiliging niet met zo'n stroom krijg je de draden niet meer van elkaar.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Lambiek

Special Member

Op 10 januari 2018 11:54:36 schreef Bart Hiddink:
Ik heb een uitdaging gekregen om een stroombron te maken van 120 FETS die elk tot 5A aan stroom kunnen leveren.

Waarom wil je dat met 120 fets doen?

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Het heeft te maken met de warmte-huishouding.
We hebben in het pre-design gekeken naar 30 stuks ISOTOP FET's, meer voor minder, maar dat was kwa bouwen meer werk dan 120 stuks TO220 FETS.
We hebben nu 6 banken van 20 FETS met waterkoeling.
En dat is wel nodig ook.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.
Lambiek

Special Member

Hoe stuur je dat aan?, en heb je er fatsoenlijke drivers voor staan?

Wat is het type fet wat je nu gebruikt?
Zijn de gate aansluitingen kort?
Hoeveel fets staan er op één driver?

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Het is 1:1 en ik stuur elke FET aan met een OPA277. De FET is de PSMN9R5-100PS.
De stuurlijn van de gate is enkele cm.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

Ik zou eerder voor een IGBT-tje kiezen, twee stuks en je bent er.

Maar het klinkt alsof je al ver bent met de FET's.
Heb je genoeg RC filtering dicht bij je gates zitten zodat schakelstoringen de boel niet aan de gang helpen?

By the way, ik hoop dat je serieus hebt na gedacht over je blusdiodes, 600A door een spoel jagen en die dan afschakelen kan een mooie flits opleveren :-)

Eenvoud is al moeilijk genoeg.
Lambiek

Special Member

De "OPA277" is niet echt een fet driver natuurlijk, maar een opamp. Maar ik weet de constructie niet die je verzonnen hebt, en misschien is het nodig voor je ontwerp.

Je zal alles rond de OPA277 goed moeten ontkoppelen, en ik weet niet of je nog een versterkingsfactor gebruikt?

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Misschien voor de duidelijkheid, er wordt lineair gestuurd, dus niet geschakeld. De stroombron is 60A/V. 0-10V ingang.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.
Lambiek

Special Member

Ja, dat snap ik. :)

Maar als je bijv. een 1000A/DC stroombron neemt voor lassen, die wordt aangestuurd met thyristoren. Is wel iets anders natuurlijk, maar toch. Wordt ook geregeld met een signaal van 0 tot 10V.

En er zijn ook andere fets, let er wel op hoe warmer de fets worden hoe slechter de RDS(on) wordt.

Ik denk dat het nog een hele dobber gaat worden om het op deze manier te doen.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

5A is te veel voor die Fet. De SOA is de datasheet geeft max 2A bij 30 Volt. 5A is ok tot max 15 V over de fet.

Bedankt.
Zo had ik het nog niet bekeken.
In de praktijk zal de DS spanning echter niet hoger zijn dan 15V.
De rest valt over de Ri van de accus en de kabelweerstand.

We zijn vandaag een stapje verder gekomen en het geheel is op 20 FETS al geen zender meer.
Nu nog opschalen naar 120 van die dingen..

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

@deKees: Volgens deze datasheet is het max. 40V bij 5A.

@Myken: ruim 7kW in een enkele IGBT? Dat haal je nooit. Daarbij komt dat IGBTs helemaal niet gemaakt zijn voor lineair gebruik, vanwege hun bipolaire opbouw gevoelig zijn voor secundary breakdown, en grote IGBTs (oftewel "bakstenen") bevatten vaak meerdere parallel geschakelde dies, waarbij je dus geen emitter degeneratie weerstanden kunt toevoegen om de stroom netjes te verdelen, wat ze dus vervolgens ook niet doen.

@TS: moet je de stroom echt continue variabel kunnen moduleren? Ik ben eigenlijk wel benieuwd naar de toepassing.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
pamwikkeling

Special Member

@ sparky
voeding voor het testen van startmotoren van vrachtwagens ?
(24V - spoel - 600A)

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

@pamwikkeling: daar zat ik ook al aan te denken, maar waarom zou je die met 100Hz willen moduleren, en waarom zou je dat lineair met MOSFETs gaan doen?

Als je alleen de maximale stroom wilt begrenzen, voor het geval je een vastgelopen of kortgesloten motor hebt, zou ik een paar MOSFETs gebruiken om te schakelen, een spoel in serie zetten (om de dI/dt te beperken bij een kortsluiting), en de stroom bewaken. Als alternatief kun je ook een flinke weerstand in serie zetten; onbelast trekt zo'n motor geen 600A, en op wat minder dan 24V draait hij ook wel.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Die 100 Hz is om aan te geven wat de snelheid van de stroombron moet zijn.
Het gaat dus meer om de stijg- en daaltijden.

Het gaat om niets meer dan een (aantal) grote spoelen, zonder kern.

Het gaat om het 'trappen' van een ultra-koude wolk moleculen met een magneetveld van 1200 Gauss.

De spoel is 1-2 mH.

De truc is om het te voeden met 2x12V accu's en de stroom analoog te regelen.
Soms is er maar 50 A nodig en soms 400 A.
Dit moet instelbaar zijn.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

Wat voor accu's heb je dan wel niet?
Normale autoaccu's hebben zo'n interne weerstand dat je niet in de buurt van de 400A(laat staan 600) komt als je er 2 in serie zet? De helft waarschijnlijk nog niet

Héle grôte!
Het zijn speciale Gel accu's, low ESR en rated op 600A.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.
blackdog

Golden Member

Hi Bart,

Laat de opbouw van je schakeling eens zien, b.v. eerst het schema dat je gebruikt.
Er is grote kans dat je fase ruimte niet optimaal is ingesteld in je schema, waardoor je vrijwel zeker instabiliteit krijgt.

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

@SparkyGSX
Wel grappig dat we allebei op verschillende limieten uitkomen met dezelfde datasheet. Ik ga af op de SOA grafiek in figuur 3. Die geeft 2A bij 30 volt, en 5A bij minder dan 20V volgens mij. En jij gaat zeker uit van Pmax=200W dus 5A bij 40V. Wie heeft er dan gelijk?

blackdog

Golden Member

Hi Bart Hiddink,

Ik heb net even de datasheet van je MOSFET en de opamp doorgenomen.
Weet je dat je je met de opamp 6 a 7000pF per MOSFET moet aansturen?
Hoeveel MOSFET's per opamp probeer je hier mee aan te sturen?
Met goede maatregelen kan je één MOSFET meestal wel goed aansturen, als je een niet te grote bandbreedte wilt hebben.
Hou er ook rekening mee, dat er ook vrij veel feedback vanuit de drain is.
Verder is denk ik bij iedere module wat demping nodig, dus een serie RC comby vanaf de drain naar massa, Kies het aansluitpad goed hiervan!

Om dit alles enigsins goed te bepalen, zal ik toch een schema van je moeten zien hoe je het een en ander hebt opgelost.
Als er een "BAN" op het schema staat, kan je dit ook naar mijn e-mail adres sturen en dan behandel ik dat met ook op die manier.

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Bedankt voor het aanbod.

Ik zal dit weekeinde even het schema regelen.

Bart Hiddink is Ideetron; electronics and projects, http://www.ideetron.nl. LoRaWAN Nutcase.

Op 11 januari 2018 21:26:43 schreef blackdog:
Hoeveel MOSFET's per opamp probeer je hier mee aan te sturen?

1 (een).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/